ОТДЕЛ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ЗАКОНЧЕННЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ В 2001 году
Почвоведение Впервые для подзолистых и болотно-подзолистых почв европейского Северо-Востока дана структурная характеристика органического вещества. Методами 13С-ЯМР и ЭПР спектроскопии идентифицированы и количественно определены молекулярные фрагменты, оценена реакционная способность гумусовых кислот и пути их превращения в почвах разной степени гидроморфизма и в окультуренных аналогах. Результаты исследований существенно углубляют представления о молекулярном строении гумусовых веществ основных почв северных ландшафтов и их экологическом потенциале. Дана количественная оценка кислотно-основным буферным реакциям почв европейского Северо-Востока: катионный обмен, диссоциация Al-Mn-органических комплексов, растворение соединений алюминия и карбонатов. Разработаны прогнозные показатели устойчивости почв к техногенным осадкам кислотной и щелочной природы. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ ПО ПРОГРАММАМ
Гранты РФФИ и регионального конкурса РФФИ-Коми Тема: 99-04-48621. Полигенез и эволюция почв южных субарктических тундр.
Изучены среднеголоценовые палеоподзолы бассейна р. Ортина на северной границе южных гипоарктических тундр, вблизи дельты р. Печора, под островками реликтовых еловых лесов и тундровой растительностью. Резкие перерывы в почвообразовании в холодные фазы голоцена, чередование педогенеза и морфокриолитогенеза вызвали формирование под тундровой растительностью погребенных педостратиграфических комплексов, перекрытых современным профилем подбура. Монопрофиль палеоподзола наблюдается под лесными островками. Микростроение иллювиальных горизонтов палеопочв отражает криогенные черты и слабо выраженное иллювиирование гумусо-Fe соединений. По диагностическим показателям погребенные почвы соответствуют подзолам иллювиально-гумусовым. Согласно радиоуглеродному датированию формирование почв относятся к атлантическому периоду голоцена. При близком строении и свойствах погребенных подзолов бассейнов рек Ортина и Хоседа-ю, они отличаются возрастом (средний и поздний голоцен, соответственно). Тема: 01-04-96432. Буферная способность – индикатор почвообразовательных процеесов в таежной зоне.
Поступление кислых атмосферных осадков рассматривается как дополнительная кислотная нагрузка к существующему в почвах естественному процессу кислотообразования. Экспериментально доказана роль реакций катионного обмена и диссоциации Al-органических и Mn-органических комплексов в создании буферности к кислоте органогенных горизонтов. При титровании кислотой элювиальных горизонтов автоморфной почвы основными буферными реакциями являются вытеснение протоном обменных катионов и реакции, обеспечивающее переход в раствор Al: растворение прослоек гидроксида Al в почвенных хлоритах, вытеснение протоном Al из тетраэдров трехслойных глинистых минералов, протонирование поверхностных гидроксильных групп на частицах гидроксидов Fe и Al. При титровании кислотой горизонтов В2 и С подзолистых и болотно-подзолистых почв главной буферной реакцией является вытеснение протоном обменных Са и Mg. Тема: 01-04-96442. Структурно-функциональные параметры гумусовых веществ подзолистых и болотно-подзолистых почв европейского северо-востока России.
Методами ИК-спектроскопии и люминесцентного анализа исследованы подзолистые и болотно-подзолистые почвы. Получены зависимости между общей массой экстрагируемых органических веществ, соотношением ароматических и алифатических фрагментов, карбонильных групп, флуоресцентного фона. Установлено, что при общем уменьшении массы экстрагируемых органических веществ по профилю почв сохраняется соотношение между ароматическими и алифатическими фрагментами. Исследования люминесцентных свойств органического вещества показали, что флуоресценция находится в соответствии с общей массой распределения гумусовых веществ по профилю почв. Флуоресцентный фон почв, главным образом, связан с ароматическими фрагментами молекул.
Гранты молодых ученых РАН по фундаментальным и прикладным исследованиям (6-й конкурс-экспертиза 1999 г.) № 286. Изучение гумусовых веществ почв европейского Северо-Востока России современными физико-химическими методами.
Выявлены особенности качественного состава гумуса болотно-подзолистых почв, формирующихся в биоклиматических условиях средней тайги. Показано возрастание общего содержания органического вещества, группы гуминовых кислот, степени гидролизуемости гумусовых веществ и снижение прочности связи гуминовых (ГК) и фульвокислот (ФК) с минеральной частью почвы по мере усиления степени гидроморфности болотно-подзолистых почв. Методами 13С-ЯМР и ЭПР спектроскрпии изучен качественный и количественный состав гумусовых веществ, выделенных из генетических горизонтов болотно-подзолистых почв. Установлено, что в условиях избыточного переувлажнения формируются гумусовые вещества, обогащенные алифатическими структурами.
Международные гранты и проекты Проект ENV4-CT97-0522 "Деградация тундры в Российской Арктике (TUNDRA)", финансируемый Европейской комиссией в рамках IV Программы "Окружающая среда и климат".
Впервые изучены почвы бассейна р. Уса в верхнем течении р. Хоседаю. Дана оценка их морфологическим и физико-химическим свойствам как факторам, поддерживающим биологическое разнообразие растительных сообществ. Мозаичность и комплексность почвенного покрова, связанные с криолитогенной пестротой пород, объясняют биоразнообразие и устойчивость растительного покрова. В виде систематического списка обобщены сведения о составе почвенных и пресноводных синезеленых водорослей фитоценозов техногенно-измененных территорий тундры. Исследованы флора диатомовых водорослей и структура их сообществ в прикрепленных альгоценозах тундровых стоячих водоемов, испытывающих влияние промышленного загрязнения. Анализ сезонного изменения структуры и состава надземной и подземной фитомассы ряда типичных сообществ воркутинской тундры показал, что наибольшей первичной продуктивностью обладали кустарничково-моховые и осоковые сообщества. Использование ГИС-методов позволило вычислить сезонное увеличение азотного и углеродного пула данного района, составившее 0.44±0.17 г N/м2 и 8.78±2.47 г С/м2 соответственно. Оцифровкой опубликованных и неопубликованных почвенных карт масштаба 1:1 млн. из фондов Института биологии создана почвенная ГИС бассейна р. Уса. Содержание карт переведено из национальной в международную почвенную классификацию (World Reference Base for Soil Resources, 1998). Выполнен расчет запасов почвенного углерода на территории бассейна р. Уса. Бассейн рассматривается как модельный для европейской Субарктики, и рассчитанные запасы использованы другими участниками проекта "TUNDRA" для расчета баланса углерода и прогнозирования чувствительности этого баланса к изменениям климата. С помощью ГИС выполнен расчет площадей различных почв на территории бассейна. Проект CALM "Циркумполярный мониторинг деятельного слоя почв и грунтов", грант NSF OPP 9732051 университету Цинцинатти, США; грант предусматривает поддержку российских CALM-площадок.
Продолжены наблюдения на CALM-площадке (замеры глубины протаивания, влажность почв, съемка снежного покрова, инструментальное нивелирование с целью определить величину усадки/пучения почвы, описание почвенных разрезов). Проведена статистическая обработка данных, готовится раздел в совместную публикацию. Грант ИНТАС-РФФИ № 97-10984. Проект PERUSA. Многолетняя мерзлота в бассейне р. Уса: распространение, характеристика, динамика и влияние на инфраструктуру.
Создана ГИС многолетней мерзлоты в бассейне р. Уса, отражающая состояние мерзлоты в период последней четвертьвековой фазы потепления климата (масштаб исходной карты 1:1 000 000, масштаб ключевых участков 1:200 000). Применена специальная методика фильтрации данных температурных наблюдений в скважинах, позволяющая отобрать только данные, отражающие среднюю ситуацию на период 25-летнего потепления. ГИС включает 3 картографических слоя (стратиграфия, литология, температура и распространение мерзлоты), точечный слой (криогенные явления и опорные скважины), стандартные атрибутивные файлы и каталог опорных скважин, содержащий информацию 11 типов для каждой из 137 скважин. Закончены и обработаны данные логгерных наблюдений, сформирован пакет данных, на основе которого американским участником проекта выполнено математическое моделирование динамики мерзлоты. В модели использован 30-летний ряд наблюдений за температурой мерзлоты на разных глубинах. Калибровка модели проведена на основании данных двухлетних логгерных наблюдений за температурами в деятельном слое грунта и верхнем слое мерзлоты, проводимых с интервалом 3 часа. Прогноз по изменению климата в предстоящие 85 лет сделан зарубежными партнерами с использованием одной из глобальных циркуляционных моделей климата (GCM) на базе месячных трендов с учетом естественной вариабельности климата, зафиксированной в данных метеорологических наблюдений. Моделирование показало, что мерзлота будет реагировать на потепление климата довольно быстро, однако, эта реакция долгое время будет связана лишь с изменением температур в пределах отрицательных. Таяние мерзлоты и формирование 5-метрового талика (при современном протаивании 130-160 см) произойдет лишь через 60 лет с момента начала потепления. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Профессиональный рост научных кадров Обучение в аспирантуре Коми научного центра завершила С.В.Денева Докторантуру закончила Е.М.Лаптева. Защищено 2 диссертационные работы на соискание ученой степени кандидата наук (Е.В.Шамрикова, Е.Д.Лодыгин). Государственную научную стипендию для выдающихся ученых России, учрежденные Указом Президиума РФ от 15.04.93г. № 1372, получаeт доктор наук И.В.Забоева. Лауреатом Государственной премии Республики Коми 2001 г. в области науки за трехтомную энциклопедию "Республика Коми" в составе авторского коллектива Коми НЦ УрО РАН стала И.В. Забоева. Характеристика международных научных связей и совместной научной деятельности с зарубежными организациями и учеными Завершен поддержанный грантом INTAS (OPEN-97-10984) международный проект "Вечная мерзлота в бассейне Уса: распространение, характеристика, динамика и инфраструктура (PERUSA)" (рег. № КНЦ/03/99/014). По материалам соисполнителя гранта ОАО "Полярноуралгеология" создана ArcInfo ГИС многолетней мерзлоты в бассейне р. Уса, отражающая состояние мерзлоты в период последней четвертьвековой фазы потепления климата (масштаб исходной карты 1:1 млн, масштаб двух ключевых участков 1:200000). Закончены логгерные наблюдения за температурой грунтов, материалы наблюдений обработаны, сформирован пакет данных, на основе которого американским участником проекта выполнено математическое моделирование динамики мерзлоты. Сведения о патентно-лицензионной деятельности Оформлена и отправлена в Федеральный институт промышленной собственности заявка на выдачу охранного документа на изобретение: "Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте", авторы: Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Заявка № 2001109375, приоритет от 06.04.2001г. Сведения об экспедиционных работах Почвенно-экологическая экспедиция (нач. отр. В.В. Мокиев) организовала полевые выезды почти во все районы Республики Коми, а также в Архангельскую, Московскую, Свердловскую, Кировскую, Тульскую, Курскую области. Впервые получены данные для оценки запаса потенциальных источников органического вещества и пределов их варьирования в зависимости от гидротермических условий вегетационного периода в различных типах аллювиальных почв, формирующихся в долинах крупных рек Республики Коми. Оценены масштабы естественного и антропогенного поступления макро- и микрокомпонентов из атмосферы и выявлено влияние этих поступлений на формирование химического состава почв, поверхностных и грунтовых вод, определены тенденции переноса веществ и их связи с возможными источниками загрязнений. Собраны материалы для подготовки Атласа почв Республики Коми. ПЕРСОНАЛИИ
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 10533 посещений с 29.05.1999 |